VEX机器人高效设计探讨

时间：2024-05-04

郭璐(哈尔滨市122中学高二11班黑龙江哈尔滨 150000)

随着人工智能的快速发展，机器人在人类的生产生活中已经屡见不鲜。机器人是集合计算机工程，电子电气工程，自动化工程等多种学科的高技术产物［1］。青少年参加机器人比赛能够拓宽视野，培养逻辑思维和动手能力。该机器人设有多项国内和国际赛事，可以使青少年在比赛过程中，通过自主设计，制作，安装，编程和调试完成比赛任务，能够培养青少年在科学，数学，工程和技术等领域的兴趣［2］。学生不在只学习书本上的知识，也能培养自己动手能力和团队协作能力，并为培养具有创新型工程师奠定基础。本文通过对VEX机器人的特征，从设计，安装，编程和调试等几个方面，探讨VEX机器人高效设计技巧，为读者提供设计借鉴。

1 VEX机器人结构特点

1．1传动机构特点:马达、舵机和传感器。马达舵机等传动机构，作为机器人的“肌肉”主要起到执行命令并使机器人完成任务。VEX机器人具有多种配件，如VEX－IQ机器人，该类机器人的配件数量为160多个。优质材料是实现机器人完成高难度动作的保障，同时可以增强机器人在比赛过程中的可靠性。制作材料强度高，可以使机器人在比赛或应用过程中具有较强的抗冲击力。一般来说机器人轮毂ABS注塑材料，轮胎为天然橡胶。

各类传感器系统作为机器人的神经中枢，起到传递各项指令重要作用;不同传感器具有不同的功能，在使用过程中要注意其逻辑顺序以及传感器参数设置等问题，保证传感器响应正常。

1．2编程软件特点:Easy C。软件采用Easy C软件［3］，该软件能够提供更专业的编程环境，具有齐全的逻辑模块，可以提高代码的效率，并且可以在线调试以及数模转换等先进功能。Easy C软件模块化的程序设计适用强，对于使用而言，形象化的模块设计更加容易地理解程序含义，从而实现高效编程。

2 VEX机器人高效设计方案

根据上述VEX机器人结构特点和机器人赛事特点，本文将从以下五个方面对如何进行VEX机器人高效设计进行探讨，旨在能够为读者提供借鉴。

2．1比赛前，首先要明确机器人需要完成的任务;VEX机器人是工程机器人，对于不同的机器人比赛类别，机器人具有不同的结构。因此在设计机器人之前，首先明确目的是至关重要的;

2．2根据任务特点选择机器人需要的部件;VEX机器人具有上百个部件，选择合适的硬件是机器人有能力完成任务的外在保障。对于机器人部件的选择，既要满足其完成各项任务的作用，又要讲究机器人的美观性。因此，进行机器人部件选择时，需要慎重。

2．3根据设计图纸进行实体拼装;VEX机器人拼装过程中，讲究安装的循序性，由内及外，由局部到整体，对于各类传感器可以优先拼装，保证在安装过程中传感器，电机和舵机等传动部件不受损伤，并完成最终的机器人实体。

2．4采用Easy C软件进行编程，为VEX机器人赋予“思想”。考虑机器人完成各项任务时，需要进行各个动作，将其通过Easy C软件转化为各个子程序。为提高编程效率，需要将机器人的每一个动作做到量化，可以制定一个量化标准。比如，VEXIQ机器人进行环环相扣比赛时，机器人以怎样的角度和高度才可以顺利将环取走并套在制定位置处。

设机器人所使用的马达转速为n，机器人速度转换比为m，机器人轮毂直径为D，则在比赛过程中机器人需要移动的距离s和时间T的关系可以满足以下定量关系式:

s=m×n×π×D×T (1)

因此在比赛过程中，可以通过可以控制马达的始停时间T，即可完成机器人精准的位移，从而提高机器人比赛效率。

2．5调试机器人，保证机器人控制系统和传动机构能够有机的结合，提升机器人的适应能力。